一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点及其施工方法

本发明属于土木工程装配式结构，特别涉及一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点及其施工方法。

背景技术：

1、装配式建筑作为一种新型建造方式，可以很大程度上减少现场施工的工作量，从而提高施工进度和节省成本，同时也减少了对环境的污染和对地面交通及周边的生产生活造成的影响，可以推动传统建筑业从分散、落后的手工业生产方式，跨越到以现代技术为基础的社会化大工业生产方式，是建筑行业转型发展的必由之路。从结构性能上来说，预制混凝土梁柱连接节点关系到整个结构的抗震性能，此外，根据抗震要求的需要满足“强节点弱构件”的原则，故预制混凝土梁柱连接节点是装配式建筑得以广泛应用和推广的关键。

2、预应力混凝土梁因其安装优势而广泛应用于装配式梁柱节点，而现有技术中，大多装配式梁柱节点采用分别对预应力混凝土梁施加预应力，这种方法虽然能够提高构件的抗裂性和承载力，但会对预制混凝土梁柱节点的整体性有所影响；预应力装配式混凝土节点由于存在预应力筋，具有较高的变形恢复能力，但其耗能能力较弱；由于装配式梁柱节点在梁端的塑性铰更加靠近柱边，故相较于现浇节点，其延性性能较差。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点及其施工方法，能够发挥预制预应力混凝土节点的优势并且提高装配式梁柱节点的整体性和延性性能，降低地震对结构的破坏程度。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，包括预制混凝土柱和预应力混凝土叠合梁，所述预应力混凝土叠合梁包括第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁，所述第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁分别设置在预制混凝土柱的两侧，所述第一预应力混凝土叠合梁与第二预应力混凝土叠合梁之间为后浇节点核心区，所述第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁靠近预制混凝土柱一端的底部均设置有矩形凹槽，对应两个矩形凹槽处分别设置有阻尼器，所述第一预应力混凝土叠合梁内沿其长度方向设置有第一螺纹管，所述第二预应力混凝土叠合梁内对应第一螺纹管设置有第二螺纹管，所述第一螺纹管和第二螺纹管的端部互相嵌套，所述第一螺纹管和第二螺纹管内设置有贯通的预应力筋，所述预应力筋的两端分别通过第一预应力锚具、第二预应力锚具固定在对应预应力混凝土叠合梁的外端。

3、本发明使用时， 第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁通过预埋的第一螺纹管和第二螺纹管互相嵌套连接，将预应力筋贯通预应力混凝土叠合梁后使用后张法施加预应力，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：相较于分别对梁的预应力筋采用后张法施加预应力可以很大程度上提高梁柱节点的整体性，可以更好的抵消荷载带来的拉应力从而避免结构破坏；除此之外，可以在结构受到破坏的情况下及时将预应力筋取出修复；预应力混凝土叠合梁为在靠近柱边的底部设有矩形凹槽的异型梁，在矩形凹槽处安装阻尼器，可以增加节点的整体性、延性和耗能能力，进一步使其抗震性能得到提升；此外，附加阻尼器能够将装配式混凝土梁的塑性铰外移，满足“强柱弱梁”的抗震原则，增加节点的延性。

4、作为上述技术方案的进一步改进，所述第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁对应矩形凹槽均设置有多个预埋竖直螺栓和预埋水平螺栓，所述预制混凝土柱对应两侧的矩形凹槽设置有多个预埋贯穿螺栓。

5、作为上述技术方案的进一步改进，所述阻尼器包括倒“u”型钢板，所述钢板与预应力混凝土叠合梁的水平接触面设有与预埋竖直螺栓相同数量的螺栓孔，所述钢板与预应力混凝土叠合梁的竖向接触面设有与预埋水平螺栓相同数量的螺栓直槽口，所述钢板与预制混凝土柱的接触面设有与预埋贯穿螺栓相同数量的螺栓孔。

6、作为上述技术方案的进一步改进，所述钢板对应预制混凝土柱一侧的厚度大于对应预应力混凝土叠合梁一侧的厚度。

7、作为上述技术方案的进一步改进，所述预应力混凝土叠合梁包括预制预应力梁体和后浇叠合层，所述预制预应力梁体沿其长度方向等间隔设置有多个开口箍筋，所述开口箍筋开口朝上并延伸至后浇叠合层内，所述后浇叠合层内设置有上受力钢筋，所述上受力钢筋贯穿后浇节点核心区。

8、作为上述技术方案的进一步改进，所述预制预应力梁体底部设置有梁受力钢筋，所述梁受力钢筋对应矩形凹槽设置有折弯部，所述折弯部向外延伸并与后浇节点核心区锚固。

9、作为上述技术方案的进一步改进，所述预制混凝土柱包括预制混凝土上柱和预制混凝土下柱，所述预制混凝土上柱底部预埋有多个灌浆套筒，所述预制混凝土上柱内设置有多个上柱纵筋，所述上柱纵筋均伸入对应灌浆套筒内，所述预制混凝土下柱内设置有多个下柱纵筋，所述下柱纵筋均向外延伸并伸入对应灌浆套筒内。

10、作为上述技术方案的进一步改进，所述预制混凝土上柱沿其长度方向等间隔设置有多个上柱箍筋，所述预制混凝土下柱沿其长度方向等间隔设置有多个下柱箍筋。

11、本发明还提出一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点的施工方法，包括以下步骤：

12、步骤一：在工厂预制加工预制混凝土柱、预应力混凝土叠合梁和阻尼器；

13、步骤二：吊装固定预制混凝土下柱，并在预制混凝土下柱周围设置临时支撑架；

14、步骤三：将阻尼器通过预应力混凝土叠合梁上的预埋竖直螺栓和预埋水平螺栓配合外部螺母固定装至预应力混凝土叠合梁的矩形凹槽内；

15、步骤四：吊装预应力混凝土叠合梁，固定在临时支撑架上，第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁通过外伸的螺纹管嵌套连接，同时在第一螺纹管和第二螺纹管中穿入贯通的预应力筋，并且将阻尼器与预制混凝土下柱通过预埋贯穿螺栓和外部螺母固定连接；

16、步骤五：将外伸的开口箍筋封闭并且放置上受力钢筋，支模浇筑后浇梁叠合层和后浇核心区的混凝土形成下部整体结构；

17、步骤六：在后浇节点核心区顶面放置垫片，吊装预制混凝土上柱，通过外伸的下柱纵筋插入灌浆套筒中从而实现预制混凝土上柱与下部整体结构连接；

18、步骤七：对预制混凝土上柱与后浇节点核心区形成的拼接缝四周用坐浆料封闭，随后通过灌浆料进行灌缝处理，形成附加阻尼器的装配式梁柱节点；

19、步骤八：采用后张法对预应力筋施加后张预应力，并通过第一预应力锚具、第二预应力锚具固定在预应力混凝土叠合梁的两端，形成最终的附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点。

技术特征：

1.一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，包括预制混凝土柱和预应力混凝土叠合梁，其特征在于，所述预应力混凝土叠合梁包括第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁，所述第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁分别设置在预制混凝土柱的两侧，所述第一预应力混凝土叠合梁与第二预应力混凝土叠合梁之间为后浇节点核心区，所述第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁靠近预制混凝土柱一端的底部均设置有矩形凹槽，对应两个矩形凹槽处分别设置有阻尼器，所述第一预应力混凝土叠合梁内沿其长度方向设置有第一螺纹管，所述第二预应力混凝土叠合梁内对应第一螺纹管设置有第二螺纹管，所述第一螺纹管和第二螺纹管的端部互相嵌套，所述第一螺纹管和第二螺纹管内设置有贯通的预应力筋，所述预应力筋的两端分别通过第一预应力锚具、第二预应力锚具固定在对应预应力混凝土叠合梁的外端。

2.根据权利要求1所述的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，其特征在于，所述第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁对应矩形凹槽均设置有多个预埋竖直螺栓和预埋水平螺栓，所述预制混凝土柱对应两侧的矩形凹槽设置有多个预埋贯穿螺栓。

3.根据权利要求2所述的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，其特征在于，所述阻尼器包括倒“u”型钢板，所述钢板与预应力混凝土叠合梁的水平接触面设有与预埋竖直螺栓相同数量的螺栓孔，所述钢板与预应力混凝土叠合梁的竖向接触面设有与预埋水平螺栓相同数量的螺栓直槽口，所述钢板与预制混凝土柱的接触面设有与预埋贯穿螺栓相同数量的螺栓孔。

4.根据权利要求3所述的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，其特征在于，所述钢板对应预制混凝土柱一侧的厚度大于对应预应力混凝土叠合梁一侧的厚度。

5.根据权利要求4所述的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，其特征在于，所述预应力混凝土叠合梁包括预制预应力梁体和后浇叠合层，所述预制预应力梁体沿其长度方向等间隔设置有多个开口箍筋，所述开口箍筋开口朝上并延伸至后浇叠合层内，所述后浇叠合层内设置有上受力钢筋，所述上受力钢筋贯穿后浇节点核心区。

6.根据权利要求5所述的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，其特征在于，所述预制预应力梁体底部设置有梁受力钢筋，所述梁受力钢筋对应矩形凹槽设置有折弯部，所述折弯部向外延伸并与后浇节点核心区锚固。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，其特征在于，所述预制混凝土柱包括预制混凝土上柱和预制混凝土下柱，所述预制混凝土上柱底部预埋有多个灌浆套筒，所述预制混凝土上柱内设置有多个上柱纵筋，所述上柱纵筋均伸入对应灌浆套筒内，所述预制混凝土下柱内设置有多个下柱纵筋，所述下柱纵筋均向外延伸并伸入对应灌浆套筒内。

8.根据权利要求7所述的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点，其特征在于，所述预制混凝土上柱沿其长度方向等间隔设置有多个上柱箍筋，所述预制混凝土下柱沿其长度方向等间隔设置有多个下柱箍筋。

9.一种适用于权利要求8所述附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了装配式结构领域内的一种附加阻尼器的后张预应力装配式梁柱节点及其施工方法，包括预制混凝土柱和设置在预制混凝土柱两侧的第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁，第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁靠近预制混凝土柱一端的底部均设置有矩形凹槽，对应两个矩形凹槽处分别设置有阻尼器，第一预应力混凝土叠合梁和第二预应力混凝土叠合梁内设置有互相嵌套第一螺纹管和第二螺纹管，第一螺纹管和第二螺纹管内设置有贯通的预应力筋，预应力筋的两端分别通过第一预应力锚具、第二预应力锚具固定在对应预应力混凝土叠合梁的外端。本发明能够提高装配式梁柱节点的整体性和延性性能，降低地震对结构的破坏程度。

技术研发人员：于建兵,夏煜锋,郭悬,徐志强
受保护的技术使用者：扬州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15